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北航鄭詠梅教授課題組 Adv. Mater.：具有多生物啟發(fā)機(jī)械耐久性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固光熱疏冰表面
2023-08-09  來源：高分子科技
  近期，北京航空航天大學(xué)鄭詠梅課題組通過采用激光分層微納加工策略，制備了具有仿生機(jī)械耐久性結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固光熱疏冰表面（圖1）。該研究受到天然蜂窩和仙人掌刺結(jié)構(gòu)啟發(fā)，通過集成兩個(gè)特性獲得了具有機(jī)械耐久性的堅(jiān)固光熱疏冰表面（MAHC）。該MAHC表面在仿生蜂窩結(jié)構(gòu)的保護(hù)下，增強(qiáng)了超疏水微錐陣列的機(jī)械強(qiáng)度。即使在多次線性磨損后，MAHC表面仍具有出色的憎水性（圖2）。得益于出色的機(jī)械耐久性，MAHC表面在磨損過程中能夠維持穩(wěn)定的結(jié)冰延遲能力和光熱除冰能力（圖3）。此外，在架空高速鐵路的銅合金傳輸線上制造了MAHC表面。在陽光照射下，覆蓋在傳輸線表面的凍雨能夠快速滑落（圖4）。這項(xiàng)研究為應(yīng)用于寒冷或低溫氣候下交通領(lǐng)域或電力系統(tǒng)中的防冰材料的設(shè)計(jì)提供了新的思路。 


圖1 以蜂窩和仙人掌刺為靈感的堅(jiān)固MAHC表面 


圖2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)力分布、表面潤濕性和機(jī)械耐久性的影響
 

圖3 線性磨損循環(huán)期間MAHC表面的結(jié)冰延遲和傳熱模型
 

圖4 MAHC表面光熱除冰性能及實(shí)際應(yīng)用。

  該工作以“Robust Photothermal Icephobic Surface with Mechanical Durability of Multi-bioinspired Structures”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上（DOI: 10.1002/adma.202305322）。文章第一作者是北京航空航天大學(xué)周茂林博士。該研究得到國家自然科學(xué)基金委的支持。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305322

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